Дерево высотой до 30-40 м, в молодости с конусовидной кроной, позднее округлённой, сквозистой, высоко поднятой над землёй. Молодые побеги зеленоватые, с возрастом становящиеся желтовато-серыми. У взрослых деревьев в средней части ствола кора красновато-жёлтая и отслаивается тонкими пластинками, а в нижней — глубокотрещиноватая. Почки яйцевидно заострённые, смолистые. Хвоя по 2 штуки в пучке (1) на укороченном побеге, жёсткая, гладкая, колючая, 4-8 см длиной (2). Зрелые шишки овально-конические, открытые — почти шарообразные, длиной 3-5 см (3), свисающие на изогнутом черешке. Обычно они долго удерживаются на дереве и раскрываются постепенно, с конца зимы до начала лета. Семена продолговато-яйцевидные, с немного вытянутым кончиком, различной окраски от беловатой, светло-бурой до чёрной, с буроватым, длиной 15-20 мм, крылышком. Древесина мягкая, блестящая, смолистая, с желтоватой заболонью и буровато-красным ядром.

Хвоя сосны плотная, сверху темно-зеленая, снизу сизоватая от устьичных полосок, по краям зазубренная. Хвоинки держатся на дереве три года (в городских условиях, при загрязнении воздуха этот период значительно сокращается), затем желтеют и опадают. Сосна хорошо приспособлена к перенесению суровых зим. В хвое к наступлению холодного времени возрастает содержание смолы и эфирных масел.
"Зацветает" сосна в конце мая — начале июня. В мужских шишках (2) образуется большое количество легкой желтой пыльцы, которая может перелетать на много километров благодаря наличию воздушных мешков. Мужские шишки опадают вскоре после опыления. Красноватые женские шишки появляются по 1-2 на концах молодых побегов (3); они сидят на заметных ножках. Ось шишек покрыта кожистыми кроющими чешуями (4), в пазухах которых расположены деревянистые семенные. На каждой семенной чешуе сверху расположены две семяпочки, которые после опыления и оплодотворения превратятся в семена. Сами семенные чешуи после опыления разрастаются и смыкаются. Шишки обычно остаются на ветках в течении всей зимы. Весной второго года завершается рост пыльцевой трубки и происходит оплодотворение — слияние женской и мужской гамет. После этого шишки продолжают свой рост и к осени достигают 2,5-7 см в длину. К осени шишки созревают, но остаются на деревьях и не раскрываются до наступления весны. Только в апреле-июне уже третьего после "цветения" года крылатые семена высыпаются. У зрелых шишек чешуи раздвинуты, и на их концах хорошо видны серые утолщения — щитки, почти ромбические, с 4-6 гранями, сходящимися к загнутому вниз бугру (5). Размножается сосна семенами, корневую и пневую поросль не образует.

Распространена сосна обыкновенная очень широко, от субарктики до лесостепной зоны, где образует чистые сосновые леса преимущественно на песчаных почвах равнин, и смешанные леса (с елью, березой, липой, дубом) на суглинистых почвах. Она встречается на территории европейской части России, в Западной и Восточной Сибири, на Дальнем Востоке, в Скандинавии, Средней Европе, странах Средиземноморья. В южной части ареала сосна обычно встречается в виде островных массивов, часто бывает приурочена к массивам песчаных почв в долинах рек. Обыкновенная сосна хорошо переносит суровый климат севера и жаркий степей; она не боится заморозков. Эта очень светолюбивая порода, плохо растущая в условиях затенения. К почве и почвенной влаге малотребовательна. Растет как на сухих песчаных почвах, так и на верховых сфагновых болотах.

Хозяйственное значение. Сосна даёт прекрасный строительный и поделочный материал, используется для производства древесной массы и целлюлозы; из живицы добывают канифоль и скипидар, из коры — дубильные вещества. Отвар из коры имеет целебные свойства. Почки применяются в медицине. Сосна с успехом применяется в степном и полезащитном лесоразведении, является главной породой при создании ландшафтных парков и лесных культур на песках.

Сходные виды. В зависимости от условий местообитания сосна образует формы, отличающиеся друг от друга высотой, размерами шишек, длиной хвои и характером роста. Одна из них — сосна болотная — встречается по торфяным болотам лесной зоны и в лесотундре. Она отличается низким (до 3 м) стволом, часто в основании изогнутым, мелкими шишками и короткими хвоинками. Другая, сосна меловая, встречается на медовых выходах (Курская область) и отличается низкой кудрявой и редкой кроной и плотной короткой хвоей.